地鐵車站深基坑施工對周邊建筑物的影響及保護

李 洪 慶

(廣州市地下鐵道總公司，廣東 廣州 510000)

地鐵車站深基坑施工對周邊建筑物的影響及保護

李 洪 慶

(廣州市地下鐵道總公司，廣東 廣州 510000)

結合廣州地鐵某車站深基坑施工的工程實踐,從建筑物基礎、圍護結構地連墻成槽施工、基坑開挖施工等方面出發，分析了深基坑施工影響周邊建筑物安全的風險點，并介紹了對建筑物采取的具體保護措施，以確保深基坑開挖過程中周邊建筑物的安全性。

深基坑，周邊建筑物，高壓旋噴樁，保護措施

為了緩解日益擁堵的城市交通，地鐵工程建設正在大規模的進行中，在已建成建筑物周邊開挖深基坑已不可避免。深基坑開挖施工中，由于支護結構變形、地下水位變化等將導致基坑周圍土體的變形、沉降，若變形量過大，勢必危及周邊建筑物的安全。因此，必須采取一系列的保護措施，保證周邊建筑物在深基坑開挖過程中的安全。

1 工程概況

廣州地鐵某地鐵車站沿南北向布設，主體為地下兩層混凝土框架結構，主體基坑深度約17 m。車站西側現狀為已建好的某居民小區，距離車站最近處為21.5 m，距離最近的出口距離為9.96 m。在車站圍護結構施工、開挖施工期間對該小區的影響最大，施工中需引起高度注意，確保施工期間周邊的建筑物安全以及居民安全。

2 工程地質及水文地質

2.1 工程地質

站址地貌為珠江三角洲海陸交互沉積平原，地層分布較為復雜。車站范圍內地面高程7.3 m～8.3 m，勘察場地內揭露地層主要包括白堊系紅層和第四系土層。車站范圍內軟土主要為淤泥質土層②-1B,厚度一般在3.20 m～7.80 m；不良砂土為海陸交互相粉細砂層②-2，厚度一般在1.80 m～5.70 m；基巖埋深較大，地勘資料揭露中風化巖面埋深在22.40 m以下。

2.2 水文地質

場地內水文地質條件受當地氣候、地貌、巖性、地質構造、地表水體及人類活動等因素的影響，根據地下水埋藏條件可簡單劃分為孔隙潛水、基巖裂隙水?？紫稘撍饕植加趫鰠^內上部覆蓋層，基巖裂隙水主要分布于下部基巖中。

3 安全風險分析

3.1 建筑物基礎

車站周邊建筑物多為20世紀70年代～80年代修建的低矮建筑物。建筑物基礎有天然基礎、條形基礎、錘擊沉管灌注樁等，管樁外徑一般為320 mm，樁長5.5 m～20 m之間，建筑物自身基礎比較薄弱是影響建筑物安全的首要因素。

3.2 圍護結構地連墻成槽施工

車站南基坑西側地連墻樁底19 m處地層為強、中風化硬巖，施工需采用沖擊樁機成槽，振動較大，對建筑物保護不利。因此施工期間控制好泥漿濃度以及沖樁高度，能減少塌孔，從而減少地表沉降。

3.3 基坑開挖施工

基坑開挖過程中的圍護結構變形對建筑物附近土體沉降變形影響較大，對建筑物保護也有較大影響。深基坑施工講究土方開挖與支撐的“時空效應”，基坑每塊土方的開挖要在3 d內(砂層或淤泥質土層等)完成，并在5 d內完成混凝土支撐的安裝(鋼支撐在8 h內完成)，可減少基坑變形。

3.4 圍護結構滲漏水

圍護結構發生滲漏水有兩種情況，一種是滲漏，另一種是突泥涌沙。圍護結構滲漏水較小時，不會引起坑外水位有明顯的下降，不會造成坑外有大的地表沉降，水中不攜帶泥沙更不會造成坑外地表塌陷，此種情況對建筑物保護影響不大。圍護結構突泥涌沙時，會造成坑外地下水位下降，從而造成地表沉降；水中帶有泥沙，造成基坑附近水土流失，可以在地層中形成空洞，對保護建筑物十分不利。

4 保護措施

4.1 高壓旋噴樁加固

在車站南基坑的西側，設置一道高壓旋噴樁止水帷幕，加固基坑外土體，并將圍護結構發生滲漏的可能降至最低。在本工程中，旋噴樁樁徑為800 mm，樁間咬合200 mm，則樁心間距為600 mm，注漿范圍為基底以下1 m，水泥設計用量為350 kg/m。

1)高壓旋噴樁施工工藝流程。雙重管高壓旋噴樁工藝流程見圖1。

2)技術參數。根據施工經驗，給出表1下技術參數供施工參考。具體參數需根據實際地質情況，經試樁后確定。

3)質量檢驗標準。施工前應檢查水泥的質量，樁位，壓力表、流量表的精度和靈敏度，高壓噴射設備的性能等。施工中應檢查技術參數的應用情況及施工程序，并及時做好記錄。高壓旋噴樁質量檢驗標準見表2。

表1 高壓旋噴樁技術參數表

表2 高壓旋噴樁質量檢驗標準表

4.2 施工措施控制

1)減少振動對建筑物的影響。在臨近建筑物的地連墻成槽施工中，加強對成槽機抓土的深度控制，同時減小沖樁機的沖樁速度和高度，以便減少因振動對建筑物造成的影響，同時加強對建筑物的沉降觀測，根據監測結果分析地連墻施工對建筑物造成的影響。

2)根據地質報告以及現場的實際地層狀況，嚴格控制泥漿的配比，防止成槽過程發生槽壁坍塌，以及控制好相鄰兩幅墻的成槽時間。

3)基坑降水過程中對建筑物的保護。在降水工程中，加強監測基坑外水位變化，如發現圍護結構有較大漏水，引起基坑外水位下降，應立刻停止降水，對漏水部位圍護結構進行加固補強或采取坑外回灌井注水的形式，減少地面沉降變形，避免地層不均勻沉降對建筑物造成的威脅。

4)基坑開挖和支撐過程控制。

a.分段、分塊、分層進行土方開挖。滿足基坑開挖“時空效應”原理，在土方開挖過程中快速完成開挖，及時進行混凝土支撐的施工以及鋼支撐的安裝并施加軸力，使基坑無支撐暴露的時間最短。每段基坑開挖完畢后，在最短的時間內完成該段內部結構的施工,使該段基坑暴露時間最短。

b.減少動荷載對基坑的影響。土方開挖過程中，重型土方車輛和機械盡量不要在基坑附近行走和停留，以減緩基坑的變形速率，達到保護建筑物的目的。

c.土方開挖過程滲漏水的處理。土方開挖過程中，設置專人觀察圍護結構地連墻滲漏水現象，對滲漏水及時處理和封閉。有流沙發生時，如流沙位置在開挖面以上且壓力不大時，用木楔、棉紗水泥和水玻璃、環氧化樹脂等將其封堵，然后在地連墻上打設注漿管，用水泥—水玻璃雙液漿封堵。

d.土方開挖至基坑底及時封閉基底。土方開挖到基坑底部時，及時進行接地網及墊層的施工，并且在最短的時間內完成結構底板的施工。

4.3 加強施工監測，控制基坑變形

1)支撐軸力的監測。在支撐上設置支撐軸力計，來監控支撐軸力情況。當支撐軸力減少較多時，及時進行軸力復加，滿足支撐軸力的要求；當支撐軸力較大，支撐有失穩的危險時，采取增加鋼支撐的措施來處理。

2)基坑變形的監測。在圍護結構上設置測斜管及鋼筋應力計來監測基坑變形，當基坑變形超過報警值時，根據圍護結構的變形情況及鋼筋應力計的應力值來適當的增大支撐軸力或者增加支撐數量來達到控制圍護結構變形的目的。

3)建筑物沉降的監測。在小區各棟住宅樓四個角上分別設置了沉降觀測點，在施工過程中對其進行觀測，監測頻率按照設計圖紙及規范要求執行。

4)建筑物附近地下水位的監測。為控制因基坑降水引起的不均勻沉降，在基坑周邊設置了水位觀測井。當基坑外水位發生顯著下降時，應立刻停止降水，并對滲漏水部位圍護結構進行加固補強或采取坑外注水的形式，減少地面沉降變形。

5 結語

深基坑施工將改變基坑周圍土體的應力狀態，使臨近基坑的建筑物產生變形，若變形過大將影響建筑物的正常使用和安全。本文通過工程實際案例分析，歸納出深基坑周邊建筑物結構的保護措施，對類似工程項目建設具有一定的借鑒和參考意義。

[1] 裴行凱,倪小東.深基坑開挖對臨近既有地鐵隧道的影響分析與對策[J].水利與建筑工程學報，2013(3)：67-69.

[2] 梁云生.城市地鐵旋噴樁施工技術[J].隧道建設，2007(3)：71-72.

[3] 張 蕾.地鐵深基坑施工引起的既有建筑物沉降分析[J].城市軌道交通研究,2004(5)：88-89.

[4] 邊亦海，黃宏偉.深基坑開挖引起的建筑物破壞風險評估[J].巖土工程學報,2006(z1)：105-106.

[5] 駱建軍,張頂立,王夢恕，等.地鐵施工對鄰近建筑物安全風險管理[J].巖土力學,2007(7)：97-98.

[6] 郝建軍.深基坑開挖對相鄰建筑影響分析[J].山西建筑，2014，40(27)：91-93.

Analyses the effect of a subway station deep foundation pitconstruction on surrounding buildings and protective measures

Li Hongqing

(GuangzhouMetroCorporation,Guangzhou510000,China)

Combining with the engineering practice of a subway station deep foundation pit construction in Guangzhou, from the buildings foundation, retaining structure diaphragm wall trench construction, foundation pit excavation construction and other aspects, analyzed the risk points of surrounding buildings safety of deep foundation pit construction, and introduced the specific protection measures building to take, in order to ensure the safety of surrounding buildings in deep foundation pit excavation.

deep foundation pit, surrounding building, high pressure jet grouting pile, protection measure

2015-02-09

李洪慶(1983- )，男，工程師

1009-6825(2015)11-0050-02

TU463

A